EP0348379B2 - Vorrichtung zum Abbremsen von Motoren - Google Patents

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EP0348379B2
EP0348379B2 EP89890014A EP89890014A EP0348379B2 EP 0348379 B2 EP0348379 B2 EP 0348379B2 EP 89890014 A EP89890014 A EP 89890014A EP 89890014 A EP89890014 A EP 89890014A EP 0348379 B2 EP0348379 B2 EP 0348379B2
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EP
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brake disc
rotor
projection
brake
blades
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EP0348379B1 (de
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Otto Egger
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AUSTRIA Antriebstechnik G Bauknecht AG
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AUSTRIA Antriebstechnik G Bauknecht AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
    • H02K7/1021—Magnetically influenced friction brakes
    • H02K7/1026—Magnetically influenced friction brakes using stray fields
    • H02K7/1028—Magnetically influenced friction brakes using stray fields axially attracting the brake armature in the frontal area of the magnetic core

Definitions

  • the invention relates to a device for braking motors, in particular electric motors, with a brake disc, a brake pad being arranged between the brake disc and a bearing plate of the motor and a spring between the rotor of the motor and the brake disc, a spring constantly pressing the brake disc against the brake pad.
  • DE-A-2 456 091 From DE-A-2 456 091, DE-B-2 751 841 and DE-A-2 946 760 braking devices on electric motors are known in which the brake is released by electromagnetic stray fields when the motor is switched on. This results in a relatively complex structure of the braking devices described in the aforementioned documents.
  • the invention has for its object to provide a reliable brake, which is characterized by a simple and compact design.
  • the brake disc is arranged between the inside of the end shield and an end face of the rotor and in that at least one axially axially facing approach to the rotor is provided on the brake disc, which projects axially displaceably between blades of a fan arranged on the rotor.
  • the device according to the invention has the advantage that it is arranged within the engine compartment and is therefore very compact, and that it is of a very simple construction, since it is constantly dragging along, ie the brake disc is in constant contact with the brake pad since the brake disc is directly on the fan of the Rotor is arranged, a constant cooling of the brake is guaranteed.
  • a particularly simple and compact embodiment of the device according to the invention is characterized in that the shoulder on the brake disc has two side surfaces which are parallel to one another and to a plane passing through the axis of rotation of the rotor, and in that the blades of the fan are in pairs with a distance between them the distance to the side surfaces of the extension corresponding to the side surfaces of the extension are arranged parallel and projecting in the axial direction from an end surface of the rotor.
  • the brake disc can be supported in a simple manner in the direction of rotation against the blades of the fan of the rotor, but is freely movable in the axial direction.
  • the driving part required for the known brake for the brake disc on the rotor shaft is omitted.
  • the axial guidance of the brake disc takes place either in that the brake disc is axially slidably guided on the rotor shaft by an inner surface or in an even simpler manner in that the brake disc is axially slidable through the side surfaces of the projections on the wings.
  • the brake disc is designed so that the shoulder provided on the brake disc is pressed out of the brake disc, the brake disc can be produced simply and cheaply.
  • the brake disc is advantageously pressed against the brake pad in that the spring loading the brake disc against the brake pad is guided in concentric to the axis of rotation of the rotor, cylindrical jacket-shaped slots in the wings, or in that the spring loading the brake disc against the brake pad on the radially inner Side of the wing is guided, which is an even simpler and cheaper embodiment of the invention.
  • the mentioned features of the device according to the invention automatically compensate for any wear on the brake lining.
  • the ring-shaped brake lining which is preferably made of cork and is optionally subdivided once or several times, is inserted in an optionally interrupted groove in the motor's end shield or in the brake disc.
  • FIG. 1 shows an axial section through a motor with a device according to the invention
  • FIG. 2 in an oblique view a rotor with a spring and brake disk arranged thereon
  • FIGS. 3 and 4 show two views of the brake disk according to the invention
  • FIG. 5 shows the oblique view of a rotor.
  • a motor shown in Fig. 1 consists of a stator 18 and a rotor 4 which is supported by its rotor shaft 13 in end plates 15 and 16. Blades 7 of a fan 8 are arranged on the rotor 4 and, in addition to cooling the motor, also serve to guide a spring 3 loading a brake disc 2 against a brake lining 5 and to support and carry the brake disc 2.
  • the spring 3 preferably a helical spring, is in slots 14 guided in the blades 7 of the fan 8. These slots 14 are arranged in the shape of a cylinder jacket and concentrically in the blades 7 of the fan 8 with respect to the axis of rotation 11 of the rotor 4.
  • the brake disc 2 shown in FIGS. 3 and 4 consists essentially of an annular disc, from which four lugs 6 are pronounced.
  • the lugs 6 can also be cast from aluminum onto the brake disc 2.
  • Each attachment 6 has two side surfaces 9 and 10 parallel to one another and to a plane passing through the rotor axis 11. These side surfaces lie against corresponding surfaces of the blades 7 of the fan 8 (FIG. 2).
  • the end of the spring 3 facing away from the rotor 4 bears against the third surface 19 formed by the lugs 6 and parallel to the plane of the brake disc.
  • the inner surface 12 of the brake disc 2 serves for the axial guidance of the brake disc 2 on the rotor shaft 13.
  • the side faces 9, 10 of the brake disc are parallel and at the same distance from each other as the side faces 9 and 10 are to each other, the blades 7 of the fan 8 are arranged in pairs, projecting axially from the rotor 4 towards the brake disc 2. Since the brake disc 2 engages with its lugs 6 between adjacent wings 7, it is firmly coupled to the rotor 4 in the direction of rotation, but is displaceably guided in the axial direction to compensate for slight abrasion of the brake lining or installation tolerances.
  • the brake pad 5 can be a continuous ring which is inserted into a groove 17 in the bearing plate 15 and therein e.g. is attached by gluing or riveting.
  • the brake pad 5 can also consist of circular ring segments which are inserted into grooves 17 of the same design.
  • the material of the brake pad 5 is preferably cork, since it is characterized by a high abrasion resistance.
  • the brake disc 2 and the end plate 15 are advantageously made of aluminum, since this material has good thermal conductivity
  • the dissipation of the heat generated by the continuously dragging brake device according to the invention is particularly promoted by the arrangement of the brake disc 2 on the blades 7 of the fan 8, thereby preventing overheating in a structurally simple manner.
  • Another advantage of the device according to the invention results from the compact design, since the device according to the invention is arranged in the engine compartment.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbremsen von Motoren, insbesondere Elektromotoren, mit einer Bremsscheibe, wobei zwischen der Bremsscheibe und einem gehäusefesten Lagerschild des Motors ein Bremsbelag und zwischen dem Rotor des Motors und der Bremsscheibe eine die Bremsscheibe ständiggegen den Bremsbelag drückende Feder angeordnet sind.
  • Aus der DE-A-2 456 091, DE-B-2 751 841 und der DE-A-2 946 760 sind Bremsvorrichtungen an Elektromotoren bekannt, bei denen beim Einschalten des Motors die Bremse durch elektromagnetische Streufelder gelüftet wird. Daraus resultiert ein relativ aufwendiger Aufbau der in den vorhin genannten Schriften beschriebenen Bremsvorrichtungen.
  • Für Motoren kleiner Leistung (500 bis 1000 W) wurden ständig mitschleifende Bremsen entwickelt, d.h. Bremsen, bei welchen die Bremsscheibe mit dem Bremsbelag ständig in Reibkontakt steht. Die bekannten Bremsen dieser Bauart arbeiten außerhalb des Motorraumes, wobei die Bremsscheibe auf einem zusätzlichen Teil auf der Welle geführt und axial am Ventilator mittels einer Feder abgestützt ist. Der Bremsbelag ist auf der Bremsscheibe befestigt und ist im Reibkontakt mit der Bremsscheibe-Lagerschild.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Bremse anzugeben, die sich durch einen möglichst einfachen und kompakten Aufbau auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß die Bremsscheibe zwischen der Innenseite des Lagerschildes und einer Stirnseite des Rotors angeordnet ist und daß an der Bremsscheibe wenigstens ein achsial gegen den Rotor weisender Ansatz vorgesehen ist, der achsial verschiebbar zwischen am Rotor angeordnete Flügel eines Ventilators ragt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, daß sie innerhalb des Motorraumes angeordnet und deshalb sehr kompakt ist, sowie daß sie sehr einfach aufgebaut ist, da sie ständig mitschleift, d.h., die Bremsscheibe steht ständig mit dem Bremsbelag in Kontakt Da die Bremsscheibe direkt am Ventilator des Rotors angeordnet ist, ist auch eine ständige Kühlung der Bremse gewährleistet.
  • Eine besonders einfache und kompakte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz an der Bremsscheibe zwei Seitenflächen aufweist, die zueinander und zu einer durch die Drehachse des Rotors gehenden Ebene parallel sind, und daß die Flügel des Ventilators paarweise mit einem dem Abstand zwischen den Seitenflächen des Ansatzes entsprechenden Abstand zu den Seitenflächen des Ansatzes parallel und in Achsrichtung von einer Stirnfläche des Rotors wegragend angeordnet sind.
  • Da der Ansatz der Bremsscheibe zwischen die Flügel des Ventilators ragt, kann sich die Bremsscheibe in einfacher Weise in Drehrichtung gegen die Flügel des Ventilators des Rotors abstützen, ist aber in Achsrichtung frei beweglich. Überdies entfällt bei dieser Ausführungsform der bei der bekannten Bremse erforderliche Mitnahmeteil für die Bremsscheibe auf der Rotorwelle.
  • Die achsiale Führung der Bremsscheibe erfolgt entweder dadurch, daß die Bremsscheibe durch eine Innenfläche axial gleitend auf der Rotorwelle geführt ist oder in noch einfacherer Weise dadurch, daß die Bremsscheibe durch die Seitenflächen der Ansätze an den Flügeln achsial gleitend geführt ist.
  • Ist die Bremsscheibe so ausgebildet, daß der an der Bremsscheibe vorgesehene Ansatz aus der Bremsscheibe hervorgepreßt ist, kann die Bremsscheibe einfach und billig hergestellt werden.
  • Die Bremsscheibe wird vorteilhafterweise dadurch gegen den Bremsbelag gedrückt, daß die die Bremsscheibe gegen den Bremsbelag hin belastende Feder in zur Drehachse des Rotors konzentrischen, zylindermantelförmigen Schlitzen in den Flügeln geführt ist, oder daß die die Bremsscheibe gegen den Bremsbelag hin belastende Feder an der radial innenliegenden Seite der Flügel geführt ist, was eine noch einfachere und billigere Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • Durch die genannten Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eventuell auftretender Verschleiß des Bremsbelages automatisch ausgeglichen.
  • Der vorzugsweise aus Kork bestehende, gegebenenfalls einfach oder mehrfach unterteilte, ringförmige Bremsbelag ist in einer gegebenenfalls unterbrochenen Nut im gehäusefesten Lagerschild des Motors oder in der Bremsscheibe eingesetzt. Durch die Verwendung von Kork als Bremsbelag ist ein praktisch verschleißfreier Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles.
  • Es zeigt Fig. 1 einen Achsialschnitt durch einen Motor mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 in Schrägansicht einen Rotor mit daran angeordneter Feder und Bremsscheibe, die Fig. 3 und 4 zwei Ansichten der erfindungsgemäßen Bremsscheibe und Fig. 5 die Schrägansicht eines Rotors.
  • Ein in Fig. 1 dargestellter Motor besteht aus einem Stator 18 und einem Rotor 4, der durch seine Rotorwelle 13 in Lagerschilden 15 und 16 gelagert ist. Am Rotor4 sind Flügel 7 eines Ventilators 8 angeordnet, die neben der Kühlung des Motors auch zur Führung einer eine Bremsscheibe 2 gegen einen Bremsbelag 5 belastenden Feder 3 und zur Abstützung und Mitnahme der Bremsscheibe 2 dienen. Die Feder 3, vorzugsweise eine Schraubenfeder ist in Schlitzen 14 in den Flügeln 7 des Ventilators 8 geführt Diese Schlitze 14 sind bezüglich der Drehachse 11 des Rotors 4 zylindermantelförmig und konzentrisch in den Flügeln 7 des Ventilators 8 angeordnet.
  • Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Bremsscheibe 2 besteht im wesentlichen aus einer kreisringförmigen Scheibe, aus der vier Ansätze 6 ausgeprägt sind. In einer anderen Ausführungsform können die Ansätze 6 auch aus Aluminium an der Bremsscheibe 2 angegossen sein. Jeder Ansatz 6 besitzt zwei zueinander und zu einer durch die Rotorachse 11 gehenden Ebene parallele Seitenflächen 9 und 10. Diese Seitenflächen liegen an entsprechenden Flächen der Flügel 7 des Ventilators 8 an (Fig. 2). An der dritten von den Ansätzen 6 gebildeten Fläche 19, die zur Ebene der Bremsscheibe parallel ist, liegt das dem Rotor 4 abgekehrte Ende der Feder 3 an. Die Innenfläche 12 der Bremsscheibe 2 dient zur achsialen Führung der Bremsscheibe 2 auf der Rotorwelle 13.
  • Den Seitenflächen 9, 10, der Bremsscheibe entsprechend parallel und im gleichen Abstand zueinander, wie ihn die Seitenflächen 9 und 10 zueinander aufweisen, sind die Flügel 7 des Ventilators 8 paarweise, in Achsrichtung vom Rotor 4 gegen die Bremsscheibe 2 hin wegragend angeordnet. Da die Bremsscheibe 2 mit ihren Ansätzen 6 zwischen benachbarte Flügel 7 eingreift, Ist sie zwar mit dem Rotor4 in Drehrichtung fest gekuppelt, in Achsrichtung jedoch zum Ausgleich von geringfügig auftretendem Abrieb des Bremsbelages oder von Einbautoleranzen verschiebbar geführt.
  • Der Bremsbelag 5 kann ein durchgehender Ring sein, der in eine Nut 17 im Lagerschild 15 eingelegt ist und darin z.B. durch Kleben oder Nieten befestigt ist. Der Bremsbelag 5 kann jedoch auch aus Kreisringsegmenten bestehen, die in ebenso gestaltete Nuten 17 eingelegt werden.
  • Eine weitere, in den Zeichnungen nicht dargestellte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die, daß der Bremsbelag 5 in Nuten in der Bremsscheibe 2 angeordnet ist.
  • Der Werkstoff des Bremsbelages 5 ist vorzugsweise Kork, da sich dieser durch eine hohe Abriebfestigkeit auszeichnet Die Bremsscheibe 2 und das Lagerschild 15 sind vorteilhafterweise aus Aluminium gefertigt, da dieser Werkstoff gute Wärmeleitfähigkeit besitzt
  • Weiters wird die Abfuhr der durch die ständig mitschleifende erfindungsgemäße Bremsvorrichtung entstehenden Wärme besonders durch die Anordnung der Bremsscheibe 2 an den Flügeln 7 des Ventilators 8 gefördert, wodurch ein Überhitzen auf konstruktiv einfache Weise verhindert wird.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich durch die kompakte Bauweise, da die erfindungsgemäße Vorrichtung im Motorraum angeordnet ist.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Abbremsen von Motoren, insbesondere Elektromotoren, mit einer Bremsscheibe (2), wobei zwischen der Bremsscheibe (2) und einem gehäusefesten Lagerschild (15) des Motors (1) ein Bremsbelag (5) und zwischen dem Rotor (4) des Motors (1) und der Bremsscheibe (2) eine die Bremsscheibe (2) ständiggegen den Bremsbelag (5) drückende Feder (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (2) zwischen der Innenseite des Lagerschildes (15) und einer Stirnseite des Rotors (4) angeordnet ist und daß an der Bremsscheibe (2) wenigstens ein achsial gegen den Rotor (4) weisender Ansatz (6) vorgesehen ist, der achsial verschiebbar zwischen am Rotor (4) angeordnete, einen Ventilator (8) bildende Flügel (7) ragt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) der Bremsscheibe (2) zwei Seitenflächen (9, 10) aufweist, die zueinander und zu einer durch die Drehachse (11) des Rotors (4) gehenden Ebene parallel sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) der Bremsscheibe (2) zwei Seitenflächen (9, 10) aufweist, die in durch die Drehachse (11) gehenden Ebenen liegen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) der Bremsscheibe (2) zwei Seitenflächen (9, 10) aufweist, die zu je einer durch die Drehachse (11) gehenden Ebene im Winkel geneigt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (7) des Ventilators (8) paarweise mit einem dem Abstand zwischen den Seitenflächen (9, 10) des Ansatzes (6) entsprechenden Abstand, zu den Seitenflächen (9, 10) des Ansatzes (6) parallel und in Achsrichtung von einer Stirnfläche des Rotors (4) wegragend angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (7) des Ventilators (8) mit einem in Umfangsrichtung konstanten, dem Abstand zwischen den Seitenflächen (9, 10) des Ansatzes (6) entsprechenden Abstand, zu den Seitenflächen (9, 10) des Ansatzes (6) parallel und in Achsrichtung von einer Stirnfläche des Rotors (4) wegragend angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Bremsscheibe (2) vorgesehene Ansatz (6) aus der Bremsscheibe (2) hervorgepreßt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Bremsscheibe (2) vorgesehene Ansatz (6) an der Bremsscheibe angegossen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (2) durch eine Innenfläche (12) axial gleitend auf der Rotorwelle (13) geführt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (2) durch die Seitenflächen (9, 10) der Ansätze (6) an den Flügeln (7) achsial gleitend geführt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bremsscheibe (2) gegen den Bremsbelag (5) hin belastende Feder (3) in zur Drehachse (11) des Rotors (4) konzentrischen, zylindermantelförmigen Schlitzen (14) in den Flügeln (7) geführt ist
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bremsscheibe (2) gegen den Bremsbelag (5) hin belastende Feder (3) an der radial innenliegenden Seite der Flügel (7) geführt ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise aus Kork bestehende, gegebenenfalls ein- oder mehrfach unterteilte, ringförmige Bremsbelag (5) in einer gegebenenfalls unterbrochenen Nut (17) im gehäusefesten Lagerschild (15) des Motors (1) oder in der Bremsscheibe (2) eingesetzt ist.
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EP0348379A1 EP0348379A1 (de) 1989-12-27
EP0348379B1 EP0348379B1 (de) 1993-03-10
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